光连接(尤其是硅光子技术)有望成为下一代数据中心(特别是设计用于高性能计算应用的数据中心)实现连接的关键技术。随着对带宽的要求不断提高,以跟上(并不断扩大)系统的性能,仅靠铜缆信号是远远不够的。为此,多家公司正在开发硅光子解决方案,其中包括台积电等晶圆厂供应商,台积电本周在其2024年北美技术研讨会上概述了其3D光学引擎路线图,计划为台积电制造的处理器提供高达12.8Tbps的光连接。

台积公司的紧凑型通用光子引擎(COUPE)采用该公司的SoIC-X封装技术,将电子集成电路堆叠在光子集成电路(EIC-on-PIC)上。该代工厂表示,使用其SoIC-X技术可实现芯片到芯片接口的最低阻抗,从而实现最高能效。EIC本身采用65nm级工艺技术生产。


台积电的第一代三维光学引擎(或COUPE)将集成到OSFP可插拔设备中,运行速度可达1.6Tbps。这一传输速率远远超过了目前的铜以太网标准(最高可达800Gbps),凸显了光互连在重型网络计算集群中的直接带宽优势,更不用说预期的节能效果了。

展望未来,第二代COUPE的设计目的是集成到CoWoS封装中,作为与交换机共同封装的光学器件,从而使光互连达到主板级。与第一代COUPE相比,第二代COUPE支持高达6.40Tbps的数据传输速率,并减少了延迟。

台积电的COUPE第三代产品--在CoWoS互连器上运行的COUPE预计将进一步改进,将传输速率提高到12.8Tbps,同时使光连接更接近处理器本身。目前,CoWoS上的COUPE还处于开发的摸索阶段,台积电还没有设定目标日期。

与许多同行不同的是,台积电至今尚未涉足硅光子市场,而是将这一领域留给了GlobalFoundries等公司。但随着三维光学引擎战略的实施,该公司将进入这一重要市场,以弥补失去的时间。